‘제25회 세계 물의 날’ 특집 Ⅲ. 강우시 하수관리 대응방안

“합류식 하수도, 강우시 월류수 문제 심각”

오염부하량 높은 3Q 차집 후 2Q 정수처리 원칙이나 1Q만 처리 후 그대로 방류
(하수처리장 시간당 처리용량의 3배)                                                  
비점오염원 많은 도심지 우수·오수 처리에 저류시설·그린빗물인프라 효과적

우리나라는 단기간 집중투자로 인해 공공하수처리시설이 확충됨에 따라 2014년 기준 하수도보급률이 약 92.5％를 달성하며 선진국 반열에 올랐다는 평가를 받고 있다. 그러나 이는 비가 내리지 않는 청천(晴天)시에 국한된 말로, 강우시에는 여전히 하수가 미처리 상태로 방류돼 수질오염을 유발하는 등 꾸준히 문제가 제기되고 있다.

강우시 유입하수량에 대한 공공하수처리시설의 대응능력이 미흡한 탓에 하수량의 증가·월류 현상 등이 빈번하게 발생함에 따라 미처리된 하수를 적정하게 관리할 수 있는 방안을 조속히 모색해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 가장 궁극적인 목적은 강우시에 월류되는 하수를 알맞게 관리하여 깨끗하고 안전한 하수관리 체계를 구축함으로써 건강한 물환경을 조성하는 것이다.

이른바 ‘아이들이 미역감고 물장구치는 물환경(Fishable & Swimmable)’은 현재 절반 가량 달성됐으나 앞으로 더욱 많은 노력이 요구된다. 이를 위해서는 CSOs(합류식 하수관로 월류수),  SSOs(분류식 오수관로 월류수), SSD(분류식 오수관로 유출수) 등의 문제를 해결하기 위한 과제가 남아있다.

합류식·분류식 하수처리 병행 필요

하수배제방식은 크게 합류식과 분류식으로 구분된다. 현재 우리나라는 오수와 빗물을 단일관을 통해 혼합 이송하는 합류식 하수도에서 오수와 빗물을 각각 분리하여 이송하는 분류식 하수도로 점차 변화하는 추세에 놓여 있다.

그러나 무조건 분류식으로 방식을 바꾸어서는 안 되며, 지형 및 지역특성을 고려한 공사 실현 가능성과 경제성을 검토한 후 배제방식을 결정해야 한다. 또한 기존 합류식 하수도를 존치하는 것이 분류식으로 대체하는 것보다 효율적인 경우에는 합류식 지역에 대한 강우시 하수처리 대책을 마련하는 것이 바람직하다.

이에 정부는 △차집단계 △이송단계 △처리단계 등 우수처리 과정을 3단계로 구분해 실제로 시행 가능한 현실성 있는 강우시 하수관리 대책을 마련했다. 우선 합류식 하수도에서 우천시에 일정량의 하수를 차집하여 하수처리장에 수송하고 나머지 하수를 하천 등의 수역으로 방류하기 위한 시설인 우수토실(雨水吐室)은 공공수역에 보다 적은 영향을 끼치면서 하수를 차집할 수 있는 방안이 요구된다.

이에 상수원보호구역이나 침수구역 등 중요도 및 규모별 우선순위를 선정해 차집량을 조절할 수 있도록 중점관리 우수토실을 지정하기 위한 가이드라인이 우선적으로 구축되어야 한다.

또 가이드라인을 정할 때 차집량을 줄일 수 있는 개선책을 포함한다면 늦어도 2018년부터는 하수도관거 예산에 해당 예산을 책정할 수 있을 것으로 전망된다.

아울러 중점관리 우수토실을 지정한 후에는 처리방법 및 차집량에 관하여 우수토실에 대해서만 기준을 둘 것인지, 일본처럼 하수시스템 전체에 대해 기준을 둘 것인지에 대해 논의가 필요하다. 아울러 일정한 제어기준을 마련하여 우수토실 혹은 관거시스템 전체에 적용할 수 있는 방안을 설정해야 한다.

지자체, 분기별 CSOs 검사 불이행

한편, 원칙적으로 CSOs(합류식 하수관로 월류수)가 발생하면 운영관리실에서 분기별 1회씩 이를 측정하도록 되어 있으나 대부분의 지자체에서는 제대로 이행하지 않고 있다. 정책의 가장 큰 기초는 무엇보다 정확한 현황파악으로 이것이 제대로 되어있지 않으면 부실한 대책이 수립되어 악순환이 심화될 수밖에 없다.

이에 지자체별로 매년 혹은 매 분기마다 하수량 측정 및 오염부하량 파악 등 현황을 조사한 후 보고할 수 있도록 향후 감시 시스템을 운영하여, 지자체가 자체적으로 마련한 대책에 따른 효과를 지속적으로 파악할 방침이다.

아울러 환경부는 현재 지역의 환경적 특성 및 오염원의 밀집도 차이 등을 고려해 수질개선관리의 한계를 개선하고자 ‘수질오염총량제’를 실시하고 있다. 이는 수계를 단위유역으로 나누고 단위유역별 수질목표를 설정한 후 달성·유지할 수 있도록 오염물질의 배출허용총량을 정하여 관리 및 규제하는 제도로, 향후 이에 더해 우수토실에서 오염부하량을 감소시키면 그 실적을 인정해주는 방안을 검토할 예정이다.

하천수 유입 방지 위해 차집관거 정비

현재 하천에 매설되어 있는 대부분의 차집관거는 하수처리장과 같은 시기에 설치되다 보니 노후화가 진행돼 하천부지 내 부설된 차집관로의 파손 및 균열로 인해 강우시 하천수가 유입되는 등 문제가 발생하고 있다. 이에 환경부는 하천수 유입 및 미처리 하수의 월류를 방지하고자 차집관거 정비사업을 시행 중이다.

그러나 차집관로는 땅 속에 매설되어 있는 특성 탓에 매설구간에 접근이 불가하거나 CCTV 조사에도 한계가 있어 기술진단 시 어려움이 많다. 관을 어떠한 방식으로 조사할 것인지 개선책 모색이 시급한 상황이며, 현재 환경부는 정확한 파악을 위해 환경관리공단과 연구용역을 진행 중이다.

향후 조사결과를 반영하여 불량구간에 대한 정비사업을 시행하고 노후화된 펌프장 및 용량이 부족한 펌프장도 더불어 정비할 방침이다. 또한 하수처리장까지 차집량 3Q를 온전히 운전할 수 있는 강제수단이 무엇인지 검토한 후, 그 결과를 기록·보관할 수 있도록 지침을 개정할 예정이다.

시설용량 초과시 간이처리 강제화

2014년 7월, 환경부는 「하수도법」의 하위법령을 마련하고 ‘간이공공하수처리시설’을 설치해 강우시 빗물과 함께 공공수역에 배출되는 하수와 비점오염물질의 처리를 강화한다고 밝혔다. 그동안 합류식 관로 지역에서는 강우시 오염물질이 섞인 하수가 공공하수처리시설의 용량을 초과하여 유입될 경우 처리할 수 있는 시설이 없어 초과되는 하수를 적정하게 처리하지 않은 채 공공수역으로 방류했다.

이러한 문제를 개선하고자 하수 중의 오염물질을 침전 또는 여과·소독하여 하천·호소·연안해역 등 공공수역에 배출하기 위한 하수처리시설의 설치 및 운영·관리기준을 새로 마련한 것이다.

환경부는 상수원보호구역 등 엄격한 수질관리가 필요한 지역을 Ⅰ지역, 수질목표 기준 초과 등 수질관리가 필요한 지역을 Ⅱ지역, 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」 제22조제2항에 따라 고시된 중권역 중 한강·금강·낙동강·영산강·섬진강 수계에 포함되는 지역으로서 환경부장관이 정하여 고시하는 지역을 Ⅲ지역, 앞의 세 곳을 제외한 지역을 Ⅳ지역으로 구분했다.

환경부는 Ⅰ, Ⅱ지역에 한하여 간이공공하수처리시설 제도를 우선 시행하고 그 결과를 보완하여 향후 Ⅲ, Ⅳ지역에도 이 제도를 점차 확대해 나갈 예정이다.

수질 TMS 연계한 모니터링 운영

합류식 지역의 처리단계에서는 우선적으로 미처리 하수 대책 수립시 기존 시설을 최대한 활용하여 처리하는 방안부터 살펴보는 것이 마땅하다. 이에 공정진단 및 평가를 실시하여 처리공정이 유지되는 범위 내에서 최대처리용량을 검토해야 한다.

또 Ⅰ, Ⅱ지역에 한해 수행한 공공하수처리시설의 모니터링 자료를 근거로 지역 여건을 적절하게 반영한 계획을 세워 향후 설치사업을 추진하고, 이에 더해 간이공공하수처리시설의 성과평가에 따라 필요하다고 판단되면 CSOs 저감사업을 시행할 방침이다.

문제는 하수처리장을 운영하는 사람 외에는 처리장에 3Q가 모두 유입되는지, 혹은 모두 들어오더라도 1Q만 받아들여서 처리하는지와 같은 실질적인 사항에 관해 파악할 수 없다. 따라서 하수처리 방류수질을 자동측정기기로 측정·전송하는 실시간 시스템인 수질원격감시체계(TMS, Tele-Monitoring System)와 연계된 모니터링을 실시하여 수질오염사고 발생에 대한 사전 예방은 물론 신속한 대응 조치를 이루고자 한다.

불명수·CSOs 가이드라인 정립 시급

한편, 환경부가 하수처리 효율을 획기적으로 개선하고자 2002년을 ‘하수관거특별정비원년’으로 선포한 이후, 분류식 하수처리 방법은 약 63％까지 확장돼 합류식 하수처리보다 더 많은 비중을 차지하게 됐다.

다만 분류식 지역은 수집·이송단계에서 하수관로를 정비해 불명수(I·I, Infiltration·Inflow) 저감 대책을 추진했으나 오히려 보다 많은 불명수가 유입되는 사태가 벌어졌다. 또한 정비사업 자체를 비롯한 여러 구조적인 문제로 인해 수질저하, 하수처리의 효율저하, 토사유입 등의 문제도 함께 발생했다.

이에 불명수 및 CSOs를 저감하거나 처리하기 위한 방안을 담은 가이드라인이 조속히 요구된다. 미국의 경우 CSOs를 모두 처리하도록 명시되어 있으며 10년 이상 장기간 가뭄이 지속되면 다소 월류를 허용하는 등 유연한 대책을 추진 중이다. 우리나라도 이를 참고해 국내 실정에 맞게 적용할 필요가 있다.   

저류시설·그린빗물인프라 효과적

아울러 분류식 사업을 추진하기에 앞서 하수배출시설의 배수설비 정비 가능성에 대한 여부를 정확히 파악하는 일이 선행되어야 하나, 기존 배수설비에 대한 통계가 부족하고 정비 대상인 하수배출시설에 대한 마땅한 조사 없이 사업을 시행해 효과가 미흡한 상황이다.

배수설비를 미처 정비하지 못한 가옥이 존재하는 까닭에 우수토실은 존치할 수밖에 없으며, 이에 강우 시 잘못 연결되거나 파손된 기존의 관으로 우수가 유입되는 등 문제가 발생하고 있다. 향후 환경부는 이러한 배수설비 정비를 지속적으로 추진할 방침이다.

또 현재 한국환경공단과 함께 민간투자사업(BTL) 지역에 대한 불명수 실태 조사를 실시 중이다. 이는 지난 3년간 수집한 BTL 지역에 관한 자료를 토대로 정비 가능성, 정비 효과, 정비 완료 기간, 경제성 등을 평가하고 해당 지역에 대처할 만한 방안을 검토하기 위한 사업이다.

한편, 강우시 도로, 시가지 등의 비점오염원과 접촉하여 오염된 빗물과 오수를 처리하기에 가장 효과적인 방법은 저류시설을 설치해 저장해두었다가 청천시 처리시설에 유입시켜 처리하는 것이다. 또 도시지역의 녹색·생태공간의 확대를 통해 빗물의 침투, 증발산, 재이용을 증가시켜 빗물 유출을 감소시키는 것도 한 방법으로, 그린빗물인프라(GSI)를 구축하기 위한 노력이 필요하다. 

[『워터저널』 2017년 3월호에 게재]